Вращатель бурового инструмента Советский патент 1982 года по МПК E21B3/02 

Изобретение относится к горному и общему машиностроению и может быть использовано в качестве вращателя бурового- или ему подобного инструмента.

Известен вращатель бурового инструмента, состоящий из корпуса, ротора, вала и элементов связи между ними 1.

Недостатком этого устройства является то, что оно имеет совмещенный пориень-ударник и ротор вращателя, что ставит работу вращателя в зависимость от работы ударного узла. .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является вращатель бурового инструмента, включающий зубчатые корпус, ротор, вал и элементы связи между ними 2.

Недостатком известного вращателя является то, что элемент связи между корпусом, ротором и валом, выполненный в виде волнового редуктора, требует особой защиты от попадания бурового шлама и отраженных от забоя ударных волн, что усложняет конструкцию вращателя.

Цель изобретения -упрощение конструкции вращателя.

Указанная цепь достигается тем, что элементы связи между корпусом, ротором и валом выполнены в виде толкателей, состоящих из двух связанных упругим элементом криволинейных частей, на внешней стороне которых выполнены зубья для взаимодействия с корпусом и валом.

Кроме того, криволинейные части толкателей выполнены в виде пластин.

Причем криволинейные части толкателей выполнены в виде стержней. ,

Для выравнивания нагрузки между толкателями, последние выполнены упругими.

А также тем, что ротором служит шариковый вибрационный дебалансный пневматический вибратор.

Обеспечение пропорциональности 20 между радиальным смещением ротора и поворотом вала при нежесткой связи между корпусом, ротором и валом исключает повышенные технологические и конструктивные требования к вращателю .

На фиг. 1 дан общий вид вращателя, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Вращатель состоит из корпуса 1, закрытого фланцами 2 и 3, ротора 4, жестко связанных между собой цилиндров 5 к б и крышек 7 и 8, которые образуют кольцевую полость 9. В полости 9 свободно установлен ролик 10 Концентрично корпусу 1 установлен вал 11, связанный со шпинделем 12. Противолежащие поверхности корпуса 1 ротора 4 и вала 11 выполнены зубчатыми. Между зубчатыми поверхностями корпуса 1, ротора 4 и вала 11 установлены с односторонним наклоном толкатели 13, выполненные из двух частей 14 и 15, соединенных посредством упругого элемента 16, нспример кольца, которые могут быть выполнены из резины. Для выравнивания нагрузки между толкателями 13 при работе вращателя они могут быть выполнены упругими, .криволинейные части толкателей могут быть выполнены в виде тонких пластин или стержней. В передней части вращатель закрыт крышкой 17. В единое целое вращатель собран с помощью болтов 18.

Вращатель включает также канал 19 штуцер 20 с каналом 21, полость 22, каналы 23 и 24, выполненные в виде сопел по касательной к внутренней поверхности цилиндра 5, полости 25 и 26, канал 27, камеру глушения и канал в крышке 17.

Вращатель работает следующим образом.

Сжатый воздух через канал 19, штуцеры 20, канал 21 в корпусе 1 (фиг. 1), полость 22 поступает к каналу 23, выполненного в виде сопла по касательной к внутренней поверхности цилиндра 5 (фиг. 2). Сопло 23 односторонне направляет воздух в колцевую полость 9. Под действием динамического напора воздуха в полости 9 свободно установленный ролик 10 будет обкатываться по ней, создавая центробежную силу (фиг. 3)..При этом радиально смещаясь в направлении ролика 10, ротор 4, с одной стороны, будет уменьшать зазор между валом 11 и корпусом 1, а с другой стороны,° увеличивать его. Б зоне уменьшения зазора толкатель 13 будет увеличивать угол наклона (угол между радиусом и толкателя ии) и, упираясь в зубья корпуса 5 будет проворачивать ротор 4, который, в свою очередь, через зубья цилиндра 6, внутренний ряд толкателей 13 и зубья вала 11 вращать шпиндель 12, связанный с 1«1струментом (не показан). Отработанный воздух через канал 24 в

цилиндре б будет поступать в полость 25, откуда через зазоры в толкателях 13, полость 26, канал 27, камеру глушения и каналы поступает в атмосферу.

Таким образом, под действием центробежной силы, создаваемой роликом 10, ротор 4 будет постепенно смещаться в направлении ролика 10, образуя эксцентриситет между центром вала 11 и ротора 4. Величина эксцентриситета определяет скорость вращения вала 1L и будет зависеть от нагрузки. Радиальное смещение ротора 4 посредством толкателей 13 пропорционально преобразуется во вращательное движение вала 11. При выполнении толкателей 13

из тонких упругих пластин или стальных проволочек, последние в зоне наименьшего зазора между корпусом 1 и ротором 4 - с одной стороны, и ротором 4 и валом 11 - с другой стороны, будут упруго деформировать, включая в работу близлежащие толкатели, передавая им часть нагрузки.

Формула изобретения

1.Вращатель бурового инструмента, включающий зубчатые корпус, ротор, вал и элементы связи между ними, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции вращателя, элементы связи между корпусом, ротором и валом выполнены в виде толкателей, состоящих из двух связанных упругим элементом криволинейных часз тей, на внешней стороне которых выполнены зубья для взаимодействия с корпусом и валом.

2.Вращатель по п. 1, отличающийся тем, что криволинейные

0 части толкателей выполнены в виде пластин.

3.Вращатель по п. 1, отличающийся тем, что криволиц ейные части толкателей .выполнены в виде

стержней.

4.Вращатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью выравнивания нагрузок между толкателями, последние выполнены упругими.

5,Вращатель по п. 1, отлича0ющий с я тем, что ротором служит шариковый вибрационный дебалансный пневматический вибратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1. Авторское свидетельство СССР 467175, кл. Е 21 С 3/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 276854, кл. Е 21 С 1/12, 1961.

26 17

/2

23

f

fj

W.f

11

fj

16

2S

21

11

Фиг2 SB

15

W